60م برج نقل UHV 500kV - حزمة رباعية دائرتين

تمثل برج نقل الطاقة الرباعي SOLARTODO بارتفاع 60 متر و500 كيلو فولت (UHV) قمة بنية نقل الطاقة الكهربائية، حيث تم تصميمه لتطبيقات الجهد العالي جداً. كعنصر حيوي في الشبكات الكهربائية الوطنية والدولية، تم تصميم هذا البرج المعلق لدعم خطوط مزدوجة الدائرة بجهد 500 كيلو فولت بتكوين حزمة موصلات رباعية، مما يتيح النقل الفعال للكتل حتى 1,500 ميغاوات (MW) لكل دائرة. تشكل هذه الأبراج ما بين 70% و80% من الهياكل في ممرات النقل الطويلة النموذجية، وهي العمود الفقري للشبكة، حيث تم تحسينها لأقسام الخط المستقيم حيث توفر دعمًا موثوقًا بأقصى كفاءة من حيث التكلفة.

مصنوعة من الفولاذ المجلفن الثقيل عالي القوة، تم بناء أبراجنا لتحمل الظروف البيئية القاسية وتوفير عمر خدمة يتجاوز 50 عامًا، متوافقة مع أكثر المعايير الدولية صرامة، بما في ذلك IEC 60826 وGB 50545. تعتبر السلامة الهيكلية لهذا البرج أمرًا بالغ الأهمية. يستخدم برج SOLARTODO بارتفاع 60 متر تصميم هيكل فولاذي شبكي ثقيل، وهو حل مثبت وفعال من حيث التكلفة لتطبيقات الجهد العالي. يوفر الهيكل الشبكي، المكون من زوايا وأنابيب فولاذية عالية القوة من فئة Q420 وQ460، نسبة استثنائية من القوة إلى الوزن. تم تحسين هذا التصميم من خلال تحليل العناصر المحدودة (FEA) لتحمل مجموعة معقدة من الأحمال الثابتة والديناميكية كما هو موصوف في IEC 60826.

تشمل الأحمال التصميمية الرئيسية وزن الموصلات والعوازل العمودي (الذي يصل إلى عدة أطنان)، وضغط الرياح العرضي على جسم البرج والموصلات، والأحمال الطولية تحت ظروف كسر السلك المحتملة. بالنسبة لبيئة من الفئة B النموذجية، يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار سرعات الرياح التي تتجاوز 140 كم/ساعة. لضمان عمر تصميم يبلغ 50 عامًا، تخضع جميع المكونات الفولاذية لعملية جلفنة بالغمر الساخن، حيث يتم تطبيق طلاء زنك وقائي بسمك لا يقل عن 85 ميكرومتر (μm). يوفر هذا الطلاء حماية كاثودية قوية ضد التآكل الجوي، حتى في البيئات الصناعية أو الساحلية المعتدلة.

يعمل هذا البرج بجهد 500 كيلو فولت، وهو في طليعة تكنولوجيا الجهد العالي جداً. التحدي الرئيسي عند هذه الجهود هو إدارة المجال الكهربائي لمنع تفريغ الكورونا - وهو تفريغ مسموع ومرئي يؤدي إلى فقدان كبير في الطاقة وتداخل كهرومغناطيسي. الحل المطبق هنا هو نظام موصلات حزمة رباعية. من خلال تقسيم كل موصل طور إلى أربعة موصلات فرعية (4 x ACSR-630)، يتم زيادة قطر الموصل الفعال. يقلل هذا الترتيب من تدرج المجال الكهربائي المحلي عند سطح الموصل، مما يدفع جهد بدء الكورونا إلى ما فوق جهد التشغيل. يمكن أن تقلل هذه الاستراتيجية من خسائر الكورونا بأكثر من 50% مقارنة بموصل واحد بنفس مساحة المقطع العرضي.

الموصل المختار، ACSR-630، يتميز بنواة فولاذية عالية القوة محاطة بعدة طبقات من خيوط الألمنيوم عالية التوصيل. يوفر هذا التصميم المركب توازنًا مثاليًا بين القوة الشد (لتمتد لمسافة 450 متر) والتوصيل الكهربائي. تبلغ المساحة الكلية للمقطع العرضي من الألمنيوم لموصل ACSR-630 الواحد حوالي 630 مم²، مما يمنحه سعة نقل تيار (ampacity) مصنفة وفقًا لمعيار IEEE 738. تسمح حزمة رباعية من هذه الموصلات لكل دائرة بنقل ما بين 1,000 و1,500 ميغاوات من الطاقة.

تعتبر العزل عنصرًا حيويًا في السلامة والموثوقية في نظام 500 كيلو فولت. يستخدم برج SOLARTODO عوازل تعليق طويلة من نوع I-string لفصل الموصلات الموصلة عن الهيكل الفولاذي المؤرض. تتكون هذه السلاسل عادة من 25 إلى 35 وحدة عازل من الخزف أو البوليمر المركب، مما يخلق مسافة زحف إجمالية تزيد عن 12,500 مم لمنع التفريغ تحت ظروف ملوثة أو رطبة. بينما تقدم العوازل التقليدية من الخزف موثوقية مثبتة وتكلفة تبلغ حوالي 80 دولارًا لكل وحدة، فإن العوازل الحديثة من البوليمر المركب تُحدد بشكل متزايد بحوالي 150 دولارًا لكل وحدة.

في قمة البرج، يتم تركيب واحد أو اثنين من الأسلاك الأرضية البصرية (OPGW). تخدم هذه الأسلاك غرضين. أولاً، تعمل كأسلاك درع، حيث تعترض ضربات البرق المباشرة وتحمي الموصلات الطورية أدناه. تقوم OPGW بتوصيل تيار البرق بأمان (الذي يمكن أن يتجاوز 100 كيلوأمبير) إلى البرج ثم إلى الأرض عبر نظام التأريض. ثانيًا، تحتوي OPGW على ألياف بصرية، مما يوفر بنية تحتية للاتصالات عالية السرعة لمشغل الشبكة. يتيح ذلك نقل بيانات SCADA الحيوية، وإشارات الحماية، وخدمات الاتصالات الأخرى، مع عدد ألياف نموذجي يتراوح بين 48 أو 96 ألياف لكل كابل.